为您的提升带来更多冲击：以更低的电池电压驱动更重的负载

自举是一种可应用于大多数升压转换器的技术 并使转换器能够在驱动时低至较低电压运行 重物。许多便携式设计需要升压转换器来转换低电平 电池电压进入更高，但随着电池电压衰减， 升压转换器FET的驱动减少，有时可以减少 输出可用的电流。引导克服了这个问题 并购买额外的电池寿命，同时提高重负载下的效率。

这些提升是为工作而设计的

ADP1612是一款低成本、高效率升压转换器，工作频率为 1.3 MHz，非常适合需要物理处理的消费电子电路 小。它具有一个关断引脚，可将静态电流降至2 μA以下 工作在低至 1.8 V 的输入电压下，非常适合电池供电的电子设备。然而，随着电池电压的下降，其峰值电流 瀑布。如果电池在最后几个小时需要轻轻处理，这可能是一个好处，但这也可能导致在电池电量不足的情况下驾驶重负载时出现问题 输入。自举克服了这个问题，并提供高输出电流 具有高效率，同时允许电池电压低至 较低级别。

从 升压转换器

图1显示了ADP1612的标准评估板。200 mΩ 电流 检测电阻与电池输入串联以测量输入 当前。在电池输入端增加了一个大的电解电容器 平滑电感电流峰值的电路，使平均电池电流 可以高精度地测量检测电阻两端。 电池电压是用数字电压表测量的，因此， 输入功率可以通过将电池电压乘以输入电流来计算。 阻性负载被添加到输出端，转换器的效率 通过将输出功率除以输入功率来计算。

图1.ADP1612的评估套件。

探测开关节点（SW）告诉我们很多关于DC-DC转换器的信息 执行。当 FET 导通时，电感电流斜坡上升，导致 开关节点底部电压斜坡，与FET的导通成正比 电阻。此电压越低，FET 的导通电阻越低。因此 给定电流下FET中的损耗越低。图 2 显示了交换机 节点，采用非自举配置，电池电压为 2 V。底部 的开关节点电压显示约180 mV的峰值。

图2.开关节点电压，2 V 输入，非自举。

将电池电压增加到3 V得到的开关节点波形如 图3.在这里，我们注意到由于电池电量较高，占空比已下降 电压，而且开关节点的低部分电压明显处于 较低电平，峰值约为80 mV。但是，由于FET电流为3 V 电池电压低于 2 V 电池电压，很难看到 如果ON电阻确实降低了。

图3.开关节点电压，3 V 输入，非自举。

然后将图1中的电路转换为自举配置。 自举涉及连接 V在ADP1612至输出端的引脚 电压。一旦器件启动，它就会由较高的输出电压供电， 因此，在ADP1612不知道 电池电压水平。修改后的电路如图4所示。

图4.引导 V在引脚从输出电压。

使能引脚可以连接到电池电压 V巴特或输出 电压。将其连接到电池电压可置位欠压锁定 （UVLO） 如果电池电压低于大约 1.7 V，则在连接时 输出电压允许ADP1612保持开关，即使电池 电压已经下降到远低于此的电压。

图5显示了非自举和自举的效率结果 电池电压为 2 V 且输出电压测量的配置 的 4.95 V。

图5.ADP1612采用2 V输入时的效率，采用非自举和自举（b/s）配置。

自举配置的效率曲线由 图5中的实线，在轻负载时明显较低。这主要是因为 器件的静态电流（约4 mA）现在来自输出 电压和有效乘以系数

我们还可以看到，自举电路开始提供效率 改善重负载电流（约260 mA以上）工作时 由于较高的FET驱动，电池电压较低。

图6和图7显示了自举开关节点电压的底部 模式。需要注意的是，自举仅影响电源电压 到控制器 IC。它不会影响电源路径（电感和输出二极管）。 因此，我们现在可以直接比较2 V自举和非自举开关节点电压（图6和图2）以及3 V自举开关节点电压 以及非自举开关节点电压（如图7和图3所示）。

图6.开关节点电压，2 V 输入，自举。

图7.开关节点电压，3 V 输入，自举。

使用低电池电压自举具有明显的优势。与一个 2 V 电池电压，非自举开关节点电压峰值为 180 mV 相比之下，自举电路仅为100 mV，表明导通较低 电阻FET，从而降低损耗。似乎很少，如果有的话， 电池电压为 3 V 时自举电路的改进，两者兼而有之 开关节点波形峰值约为80 mV。

你能走多低？

另一个有用的实验是观察电池电压可以多低 在输出电压开始失去稳压之前。图 8 显示了比较 在自举模式和非自举模式之间。

图8.负载电流与最小输入电压的关系

在非自举电路中，我们看到UVLO电路通过电池激活 电压低于约1.7 V，如蓝色曲线所示。相比之下，图4中的自举电路将使能和V连接起来。在引脚连接到输出电压 （5 V），从而击败UVLO，因此允许电路运行至A 电压低得多。但是，电路不能从任何地方产生电力。这 ADP1612具有峰值电流限制;因此，负载电流越高，越高 电池电压需要为固定峰值开关提供负载电流 当前。因此，图8的红色曲线几乎随着负载电流线性增加 增加。

最小工作电压由 转换器，约为 90%。从等式

5 V 输出和 90% 的最大占空比决定了最小电池电量 电压为 0.5 V，与图表中显示的结果一致。

图8令人惊讶的是，非自举电路 可提供比电池电压高于 2.2 V 的自举电路更高的负载电流。这是因为ADP1612的静态电流更高 在自举模式下，因为它从输出电压运行。此外， ADP1612的效率低于100%，因此进一步提高了所需的 给定负载电流下电路的输入电流。这导致略微 与自举模式下所需的输入电压（约 150 mV）相比更高 使用非引导模式。如前所述，自举的好处 对于较高的电池电压和优点，电池电压并不显着 更高的栅极驱动带来的不足以抵消增加的损耗 通过自举电路中增加的静态电流。

其他优点和缺点

自举配置也会对 电路。现在的 V在ADP1612的引脚由输出、电池供电 电压需要比非自举电路高一肖特基 二极管压降。肖特基二极管两端的压降随电流变化而变化： 大约 100 mV（电流为 50 μA 时）至较高电流下的 200 mV 以上。它是 通过实验发现，非自举的启动电压 电路约为1.75 V（等于UVLO阈值），而上升至约1.95 V 用于自举电路。

结论

自举可以应用于任何在启动时不会断开电池电压与输出的升压转换器。 轻负载效率较差的影响可以通过使用具有以下特征的设备来减轻 非常低的静态电流。较高的启动电压通常不是问题 因为电路通常不需要在电池没电的情况下启动。

如果电路的负载电流对于其大部分工作来说都非常轻，或者 高电池电压，那么自举可能不会给你带来任何好处。然而 如果负载很重，并且电路需要继续工作到 电池的最后消亡分钟，那么引导是值得考虑的。

审核编辑：郭婷